A natureza dos braços espirais nucleares na galáxia ativa Arp 102B

Abstract

Neste trabalho estudamos a região central da galáxia LINER/Seyfert 1 Arp 102B na tentativa de descobrir a natureza dos recentemente descobertos braços espirais nucleares. Apresentamos uma análise bi-dimensional da excitação e cinemática do gás nos 2.5 kpc X 1.7 kpc internos, a partir de espectros ópticos obtidos com o espectrógrafo de campo integral do instrumento GMOS no telescópio Gemini Norte, com resolução espacial de ≈ 250 pc. Nossos mapas de fluxo nas linhas de emissão mostram os mesmos braços espirais nucleares descobertos em imagens feitas com o Telescópio Espacial Hubble. Um jato rádio, observado em 8.4 GHz com o VLA, está correlacionado com o braço espiral a leste. Outro braço é observado a oeste. Valores de razões de linhas típicos de núcleos ativos excluem ionização do gás por estrelas, restando choques e radiação diluída como possíveis fontes de ionização. Uma região de alta densidade do gás _e observada na borda ao norte do braço leste, numa região onde o jato rádio parece ser deexionado. Mapas de velocidade centroide mostram um padrão de rotação distorcido, com blueshifts a leste e redshifts a oeste. Channel maps mostram blueshifts e redshifts no local do jato rádio (e braço a leste), sendo interpretados como originados na parede de frente e de trás de um outow empurrado pelo jato rádio, que é lançado perto do plano do céu. Um disco em rotação é bem ajustado no mapa de velocidade centroide, exceto numa região de possível outow, a sudeste do núcleo, mesma região onde se observa uma alta dispersão de velocidade. Estimamos uma taxa de outow de 0:8-3:8x10-2Mʘyr-1, um pouco maior que a taxa de acreção ao núcleo ativo. Propomos um cenário em que o gás foi recentemente capturado por Arp 102B numa interação com Arp 102A, num disco inclinado e desencadeando a atividade nuclear. Um jato nuclear é lançado perto do plano do céu e da linha dos nodos, empurrando o gás circumnuclear e dando origem aos braços espirais.

In this work we studied the LINER/Seyfert 1 galaxy Arp 102B in order to unveil the nature of its newly discovered nuclear spiral arms. We present a two-dimensional analysis of the gaseous excitation and kinematics of the inner 2.5 kpc X 1.7 kpc, from optical spectra obtained with the GMOS integral eld spectrograph on the Gemini North telescope at a spatial resolution of ≈ 250 pc. Our GMOS-IFU emission-line maps display the same two-armed nuclear spiral as previously observed with the HST-ACS camera. A 8.4 GHz VLA bent radio jet correlates with the east spiral arm. Another arm is seen to the west. Emission line ratios typical of active nuclei rule out ionization by stars, leaving shocks and diluted radiation as possible ionizing sources for the gas. A knot of high gas density is observed in the northern border of the east arm, at a region where the radio jet seems to be de ected. Centroid velocity maps display a distorted rotation pattern, with blueshifts to the east and redshifts to the west. Lower blueshifts are shown along the radio jet. Channel maps show blueshifts and redshifts at the jet location (and eastern arm), being interpreted as originated in the front and back walls of an out ow pushed by the radio jet, which is launched close to the plane of the sky. The gas kinematics is well reproduced by a rotating disk except in a possible out ow region, south-east from the nucleus, where the gas shows high velocity dispersion. We estimate a mass out ow rate in the range 0:8-3:8x10-2Mʘyr-1, which is just somewhat higher than the mass accretion rate to the active nucleus. We propose a scenario in which gas has been recently captured by Arp 102B in an interaction with Arp 102A, settling in an inclined disk rotating around the nucleus of Arp 102B and triggering its nuclear activity. A nuclear jet is launched close to the plane of the sky and the line of nodes, pushing the circumnuclear gas and giving origin to the nuclear arms. The knot of high velocity residuals can be interpreted as another (more compact) out ow, with a possible counterpart to the north-west.